JP2004011518A - Intake unit - Google Patents

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JP2004011518A
JP2004011518A JP2002165473A JP2002165473A JP2004011518A JP 2004011518 A JP2004011518 A JP 2004011518A JP 2002165473 A JP2002165473 A JP 2002165473A JP 2002165473 A JP2002165473 A JP 2002165473A JP 2004011518 A JP2004011518 A JP 2004011518A
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Japan
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intake
flow rate
passage
air
engine
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Application number
JP2002165473A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kamiya
神谷 信一
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake unit to improve the accuracy of a flow rate detecting means by setting the intake flow rate in a guaranteed flow rate range of the flow rate detecting means irrespective of the speed or the displacement of an engine. <P>SOLUTION: A flow rate control unit 40 installed between an intake outlet 14 of an air cleaner 10 and an air flowmeter 30 comprises a movable gate 41 to close an intake passage 21 and an actuator 42. The movable gate 41 is driven by the actuator 42 to change an area to close the intake passage 21. When the intake flow rate is small such as that in an idling mode, the intake flow speed through the air flowmeter 30 is increased, and the flow rate detection accuracy by the air flowmeter 30 is improved. Further, when the intake flow rate is large such that in a high-speed operation mode, the sectional area of the intake passage 21 is increased, and pressure losses are reduced. Therefore, the minimum guaranteed flow speed to maintain the flow rate detection accuracy of the air flowmeter 30 is ensured, and the output of the engine is enhanced compatibly. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関(以下、内燃機関を「エンジン」という。)の吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば特開平10−73465号公報に開示されているように、自動車用エンジンが吸入する吸気流量を検出する流量検出手段として熱式流量センサを用いることが知られている。熱式流量センサは、発熱抵抗体が加熱する部分から吸気流れが奪う熱量の変化または加熱された部分の近傍の温度変化を検出し、空気流量を検出している。
流量検出手段は、一般にエアクリーナ出口側の吸気ダクトに設置されており、エアクリーナで異物が除去された吸気の流量を検出する。そのため、流量検出手段の保証流量範囲に合わせて吸気ダクトの内径を設定する必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、エンジンにおける燃料消費量の低減の観点からアイドリング時におけるエンジンの回転数の低下が図られている。エンジンの回転数の低下にともなって、流量検出手段を通過する吸気流量が低下する。そのため、流量検出手段の保証流量範囲を低流量域まで拡大する必要があり、低流量域における流量検出手段の精度を確保する必要がある。
【0004】
低流量域における流量検出手段の精度を確保する方法として、吸気ダクトの内径を縮小し、吸気ダクト内を流れる吸気の流速を高めることが考えられる。しかし、吸気ダクトの内径を縮小すると、吸気ダクトにおける吸気の圧力損失が増大する。その結果、エンジンの出力の低下、ならびに高回転域における吸気流量の不足を招くという問題がある。
また、エンジンの排気量が複数設定されている場合、エンジンの排気量ごとに流量検出手段の保証流量範囲が異なる。そのため、エンジンの排気量ごとに吸気ダクトの内径をそれぞれ設定する必要があり、吸気装置の設計を変更する必要がある。
【0005】
そこで、本発明の目的は、エンジンの回転数あるいは排気量にかかわらず、吸気流量が流量検出手段の保証流量範囲内に設定され、流量検出手段の精度が向上する吸気装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の吸気装置によると、通路面積変更手段により吸気通路の断面積が変更される。これにより、吸気流量に合わせて吸気が通過する吸気通路の断面積が変更される。例えば、アイドリング時のようにエンジンの回転数が低いとき、吸気通路の断面積を縮小することにより、吸気の流速は向上する。そのため、流量検出手段の精度が低い低流量域へ保証流量範囲を拡大する必要がない。その結果、エンジンの回転数あるいは排気量にかかわらず、吸気流量を流量検出手段の保証流量範囲内に設定することができる。したがって、流量検出手段の検出精度を向上することができる。
【0007】
本発明の請求項2記載の吸気装置によると、通路面積変更手段は吸気通路内の吸気流量が低下するにしたがって吸気通路の断面積を小さくする。そのため、例えばエンジンのアイドリング時など回転数が低く吸気流量が小さなときは吸気通路の断面積が小さくなり、回転数が高く吸気流量が大きなときは吸気通路の断面積が大きくなる。また、エンジンの排気量が小さく吸気流量が小さなときは吸気通路の断面積を小さくでき、エンジンの排気量が大きく吸気流量が大きなときは吸気通路の断面積を大きくすることができる。したがって、流量検出手段を通過する吸気の流速の確保とエンジンの出力向上とを両立することができる。
【0008】
本発明の請求項3記載の吸気装置によると、通路面積変更手段は可動堰を有している。可動堰は吸気通路の一部を閉塞する。そのため、可動堰により吸気通路の断面積を容易に変更することができる。
本発明の請求項4記載の吸気装置によると、通路面積変更手段は可動堰を駆動する駆動手段を有している。そのため、簡単な構造で吸気通路を流れる吸気流量に応じて吸気通路の断面積を容易に変更することができる。
【0009】
本発明の請求項5記載の吸気装置によると、可動堰は流量検出手段と対向する側に設置されている。そのため、流量検出手段の近傍の吸気の流れに乱れを生じさせることなく、吸気通路の面積を減少させることができる。したがって、流量検出手段の検出精度を向上することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例による吸気装置を図1および図2に示す。
図1に示すように吸気装置1は、エアクリーナ10、吸気ダクト20および流量検出手段としてのエアフロメータ30を備えている。
【0011】
エアクリーナ10は、ケース11およびエレメント12を有している。エアクリーナ10には吸気入口13および吸気出口14が形成されている。ケース11はボディ15とキャップ16とから構成されており、ボディ15とキャップ16とから形成される空間の内部にエレメント12が収容されている。吸気入口13はボディ15に形成され、吸気出口14はキャップ16に形成されている。エアクリーナ10のケース11および吸気ダクト20は、軽量化のため樹脂により形成されている。エレメント12は、吸気に含まれる異物を除去するフィルタであり、ケース11の内部に固定されている。吸気入口13からエアクリーナ10に流入した吸気は、エレメント12を通過することにより吸気中に含まれる例えばけい砂あるいはアルミナなどの異物が除去された後、吸気出口14から吸気ダクト20へ流出する。
【0012】
エアクリーナ10の吸気出口14には、吸気ダクト20が接続されている。本実施例の場合、エアクリーナ10のケース11を構成するキャップ16と吸気ダクト20とは樹脂により一体に形成されている。吸気ダクト20は、図1および図2に示すように筒状に形成されており、内周側に吸気通路21を形成している。吸気ダクト20は、図1に示すように一方の端部がエアクリーナ10の吸気出口14に接続され、他方の端部が図示しないスロットルバルブに接続されている。
【0013】
エアフロメータ30は、吸気ダクト20を貫いて設置されている。エアフロメータ30は、図2に示すように回路モジュール31およびバイパス部材32から構成されている。回路モジュール31は吸気ダクト20の外周部に固定され、回路モジュール31と結合されているバイパス部材32が吸気ダクト20の内部に挿入されている。
回路モジュール31は回路部33および流量測定素子部34を有している。回路部33には空気温度を測定するサーミスタ35、ならびに感温素子および発熱素子からなる流量測定素子部34が接続されている。エアフロメータ30は、発熱素子に供給する電力ならびに感温素子で検出する温度に基づいて、バイパス流路36を流れる空気の流量、ならびに吸気通路21を流れる吸気流量を測定する熱式流量センサである。
【0014】
バイパス部材32は、吸気ダクト20の中心方向へ突出する流量測定管37と、流量測定管37と一体に形成されているベンチュリ管38とを有している。流量測定管37およびベンチュリ管38は吸気の流れに平行に配置されている。ベンチュリ管38は流量測定管37の底部に位置し、ベンチュリ管38から回路モジュール31に向かって隔壁39が伸びている。この隔壁39により、バイパス部材32内に逆U字形状のバイパス流路36が形成されている。このバイパス流路36内に流量測定素子部34が配置されている。
【0015】
吸気ダクト20には、通路面積変更手段としての流量制御部40が設置されている。流量制御部40は、可動堰41と駆動手段としてのアクチュエータ42とから構成されている。図2に示すように、可動堰41は吸気ダクト20の内部に形成されている吸気通路21の一部を閉塞する。可動堰41は、吸気ダクト20の内周側すなわち吸気通路21に位置する部分が弓形状に形成されている。可動堰41のエアフロメータ30側の端部41aは、半径が吸気ダクト20と同一又は異なる円弧状に形成されている。可動堰41の端部41aを円弧状に形成することにより、可動堰41により吸気通路21の一部を閉塞した場合でも、吸気通路21は円形状に近似される。そのため、吸気通路21を流れる吸気の可動堰41による圧力損失が低減される。可動堰41は、吸気ダクト20においてエアフロメータ30と対向する側からエアフロメータ30方向へ伸びている。また、可動堰41は、図1に示すようにエアフロメータ30の入口側すなわちエアフロメータ30と吸気出口14との間に設置されている。
【0016】
アクチュエータ42は、可動堰41を吸気ダクト20の内周側または外周側へ往復駆動すなわち吸気ダクト20の軸と垂直な方向へ往復駆動することにより、吸気通路21の断面積を変更している。図3に示すように、アクチュエータ42は、ECU2に接続されている駆動回路3から出力される駆動信号により駆動される。ECU2には、吸気装置1が搭載されているエンジン情報が入力される。ECU2は、入力されたエンジン情報に基づいて駆動回路3を介してアクチュエータ42を制御する。ECU2に入力されるエンジン情報として、例えば回転数センサ51から入力されるエンジン回転数、スロットルセンサ52から入力されるスロットル開度、バルブタイミングセンサ53から入力されるバルブタイミングの進角量およびバルブリフト量、吸気温センサ54から入力される吸気温度、ならびに冷却水センサ55から入力される冷却水温度がある。また、ECU2には例えばバッテリ4などの電源から電力が供給され、ECU2はアクチュエータ42へ供給される電力を制御する。
【0017】
ECU2は、入力されたエンジン回転数、スロットル開度、バルブタイミング進角量およびバルブリフト量、吸気温度ならびに冷却水温度に基づいて、駆動回路3へ出力するバッテリ4からの電力を制御する。ECU2は、入力された各種の情報からエアフロメータ30の保証流量範囲に対応する可動堰41の位置を設定し、可動堰41が設定された位置に移動するように駆動回路3を介しアクチュエータ42を駆動する。アクチュエータ42が駆動されることにより、可動堰41は吸気通路21における位置が変更される。
【0018】
次に、本実施例による吸気装置1における吸気の流れについて説明する。
吸気入口13からエアクリーナ10へ流入した吸気は、エレメント12を通過することにより異物が除去される。異物が除去された吸気は、吸気出口14から吸気ダクト20の内周側に形成されている吸気通路21へ流出する。吸気通路21には、可動堰41が設置されているため、吸気出口14から流出する吸気は可動堰41により流路面積が絞られる。これにより、吸気の流路面積は、吸気の流量の合わせてエアフロメータ30の保証流量範囲に応じた面積に調整される。吸気通路21へ流出した吸気は、流路面積が絞られた状態でエアフロメータ30へ到達する。
【0019】
次に、本実施例による吸気装置1の効果について説明する。
図4に示すように、可動堰41はエンジンの回転数に応じて高さが変化する。可動堰41の高さとは、図1に示すように吸気ダクト20の反エアフロメータ側の端部20aから可動堰41の円弧状の端部41aのうち最も端部20a側までの距離hをいう。可動堰41は、エンジンの回転数が高くなるにつれて高さが減少する。これにより、吸気通路21は、エンジンの回転数が高くなるにつれて断面積が拡大される。
【0020】
可動堰41により吸気通路21の断面積を変更することにより、本実施例による吸気装置1は、図5に示すように従来の小排気量エンジン用の特性と大排気量エンジン用の特性とを兼ね備えた特性を有する。例えば回転数が低くエンジンに吸入される吸気量が少ないとき、可動堰41により吸気通路21は閉塞される。そのため、吸気通路21の断面積は減少し、吸気装置1の特性は小排気量エンジン用の特性に近似される。その結果、エアフロメータ30の最低保証流速すなわち精度を維持しつつ吸気流量を測定可能な最低流速の確保が容易となり、最低保証流速を確保するための吸気流量が低下する。したがって、吸気ダクト20の内径を変更することなく、精度を維持して測定可能な最低流量を低下させることができる。
【0021】
また、従来の小排気量エンジン用の特性と大排気量エンジン用の特性とを兼ね備えた特性を有することにより、例えば回転数が高くエンジンに吸入される吸気量が多いとき、可動堰41により閉塞される部分は減少する。そのため、吸気通路21の断面積は増大し、吸気装置1の特性は大排気量エンジン用の特性に近似される。その結果、吸気通路21の断面積は十分に確保され、図6に示すように圧力損失が低下する。
さらに、図5に示すように最低保証流速の確保が容易になるため、図7に示すようにエアフロメータ30を流れる吸気の流速を安定性の高い範囲内に設定することができる。そのため、吸気流量の検出精度を高めることができる。
【0022】
以上説明したように、本発明の一実施例では、可動堰41の位置がエンジンの回転数に応じて変更される。そのため、エンジンの回転数に応じて吸気通路21の面積が変更される。その結果、エンジンの回転数あるいは排気量にかかわらず、吸気流量がエアフロメータ30の保証流量範囲内に設定される。したがって、エアフロメータ30の検出精度を向上することができる。また、エンジンの排気量あるいはエンジンの回転数に合わせて可動堰41を移動することにより、エンジンの高回転時おける吸気通路21の断面積を拡大することができる。したがって、吸気の圧力損失を低減することができ、エアフロメータ30の最低保証流速の確保とエンジンの出力とを両立することができる。
【0023】
以上説明した本発明の一実施例では、可動堰を弓形状にする例について説明したが、弓形状に限らず半円形状あるいはその他の任意の形状にすることができる。また、可動堰は、吸気の流れに応じて流れに乱れを生じさせにくい任意の位置に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による吸気装置を示す模式図であって、一部を切断した図である。
【図2】図1のII−II線で切断した断面図である。
【図3】本発明の一実施例による吸気装置のアクチュエータを駆動するための駆動手段を示すブロック図である。
【図4】本発明の一実施例による吸気装置において、エンジンの回転数と可動堰との関係を示す模式図である。
【図5】本発明の一実施例による吸気装置において、吸気流量とエアフロメータの流速との関係を示す模式図である。
【図6】本発明の一実施例による吸気装置において、吸気流量と圧力損失との関係を示す模式図である。
【図7】本発明の一実施例による吸気装置において、吸気流量とエアフロメータの出力安定性との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
1  吸気装置
14  吸気出口
20  吸気ダクト
21  吸気通路
30  エアフロメータ(流量検出手段)
40  流量制御部(通路面積変更手段)
41  可動堰
42  アクチュエータ(駆動手段)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine (hereinafter, an internal combustion engine is referred to as an “engine”).
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-73465, it has been known to use a thermal flow rate sensor as a flow rate detecting means for detecting a flow rate of intake air taken by an automobile engine. The thermal flow sensor detects a change in the amount of heat taken by the intake air flow from a portion heated by the heating resistor or a temperature change in the vicinity of the heated portion to detect an air flow rate.
The flow rate detecting means is generally installed in the intake duct on the air cleaner outlet side, and detects the flow rate of the intake air from which foreign matter has been removed by the air cleaner. Therefore, it is necessary to set the inner diameter of the intake duct in accordance with the guaranteed flow rate range of the flow rate detecting means.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, the number of revolutions of the engine during idling has been reduced from the viewpoint of reducing the fuel consumption of the engine. As the engine speed decreases, the flow rate of intake air passing through the flow rate detecting means decreases. Therefore, it is necessary to extend the guaranteed flow rate range of the flow rate detecting means to the low flow rate area, and it is necessary to ensure the accuracy of the flow rate detecting means in the low flow rate area.
[0004]
As a method for ensuring the accuracy of the flow rate detecting means in the low flow rate region, it is conceivable to reduce the inner diameter of the intake duct and increase the flow velocity of the intake air flowing in the intake duct. However, when the inside diameter of the intake duct is reduced, the pressure loss of intake air in the intake duct increases. As a result, there is a problem that the output of the engine is reduced and the intake flow rate is insufficient in a high rotation range.
Also, when a plurality of engine displacements are set, the guaranteed flow range of the flow detecting means differs for each engine displacement. Therefore, it is necessary to set the inner diameter of the intake duct for each engine displacement, and it is necessary to change the design of the intake device.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an intake device in which the intake flow rate is set within the guaranteed flow range of the flow detection means regardless of the engine speed or the displacement, and the accuracy of the flow detection means is improved. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the intake device of the first aspect of the present invention, the sectional area of the intake passage is changed by the passage area changing means. Thereby, the cross-sectional area of the intake passage through which the intake air passes is changed according to the intake flow rate. For example, when the rotational speed of the engine is low, such as during idling, the cross-sectional area of the intake passage is reduced, whereby the flow velocity of the intake air is improved. Therefore, it is not necessary to extend the guaranteed flow rate range to a low flow rate area where the accuracy of the flow rate detection means is low. As a result, the intake air flow rate can be set within the guaranteed flow rate range of the flow rate detection means regardless of the engine speed or the displacement. Therefore, the detection accuracy of the flow rate detecting means can be improved.
[0007]
According to the intake device of the second aspect of the present invention, the passage area changing means reduces the cross-sectional area of the intake passage as the intake flow rate in the intake passage decreases. Therefore, for example, when the engine speed is low and the intake air flow rate is small, such as when the engine is idling, the cross-sectional area of the intake passage becomes small, and when the rotational speed is high and the intake air flow rate is large, the cross-sectional area of the intake passage becomes large. When the engine displacement is small and the intake flow rate is small, the cross-sectional area of the intake passage can be reduced. When the engine displacement is large and the intake flow rate is large, the cross-sectional area of the intake passage can be increased. Therefore, it is possible to achieve both the securing of the flow velocity of the intake air passing through the flow rate detection means and the improvement of the output of the engine.
[0008]
According to the third aspect of the present invention, the passage area changing means has a movable weir. The movable weir blocks a part of the intake passage. Therefore, the sectional area of the intake passage can be easily changed by the movable weir.
According to the intake device described in claim 4 of the present invention, the passage area changing means has a driving means for driving the movable weir. Therefore, the sectional area of the intake passage can be easily changed in accordance with the intake flow rate flowing through the intake passage with a simple structure.
[0009]
According to the air intake device described in claim 5 of the present invention, the movable weir is provided on the side facing the flow rate detecting means. Therefore, the area of the intake passage can be reduced without causing a disturbance in the flow of the intake air near the flow rate detecting means. Therefore, the detection accuracy of the flow rate detecting means can be improved.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example showing an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show an intake device according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the intake device 1 includes an air cleaner 10, an intake duct 20, and an air flow meter 30 as a flow rate detecting means.
[0011]
The air cleaner 10 has a case 11 and an element 12. The air cleaner 10 has an inlet 13 and an outlet 14. The case 11 includes a body 15 and a cap 16, and the element 12 is housed inside a space formed by the body 15 and the cap 16. The intake port 13 is formed in the body 15, and the intake port 14 is formed in the cap 16. The case 11 and the intake duct 20 of the air cleaner 10 are made of resin for weight reduction. The element 12 is a filter for removing foreign substances contained in the intake air, and is fixed inside the case 11. The intake air that has flowed into the air cleaner 10 from the intake inlet 13 passes through the element 12 to remove foreign matter such as silica sand or alumina contained in the intake air, and then flows out from the intake outlet 14 to the intake duct 20.
[0012]
An intake duct 20 is connected to an intake outlet 14 of the air cleaner 10. In the case of the present embodiment, the cap 16 and the intake duct 20 constituting the case 11 of the air cleaner 10 are integrally formed of resin. The intake duct 20 is formed in a cylindrical shape as shown in FIGS. 1 and 2, and forms an intake passage 21 on the inner peripheral side. As shown in FIG. 1, the intake duct 20 has one end connected to the intake outlet 14 of the air cleaner 10 and the other end connected to a throttle valve (not shown).
[0013]
The air flow meter 30 is installed through the intake duct 20. The air flow meter 30 includes a circuit module 31 and a bypass member 32 as shown in FIG. The circuit module 31 is fixed to an outer peripheral portion of the intake duct 20, and a bypass member 32 connected to the circuit module 31 is inserted into the intake duct 20.
The circuit module 31 has a circuit section 33 and a flow rate measuring element section. The circuit section 33 is connected to a thermistor 35 for measuring the air temperature, and a flow rate measuring element section 34 composed of a temperature sensing element and a heating element. The air flow meter 30 is a thermal flow sensor that measures the flow rate of the air flowing through the bypass passage 36 and the flow rate of the intake air flowing through the intake passage 21 based on the power supplied to the heating element and the temperature detected by the temperature sensing element. .
[0014]
The bypass member 32 has a flow measurement pipe 37 protruding toward the center of the intake duct 20 and a venturi pipe 38 formed integrally with the flow measurement pipe 37. The flow measurement tube 37 and the Venturi tube 38 are arranged in parallel to the flow of the intake air. The venturi tube 38 is located at the bottom of the flow measurement tube 37, and a partition wall 39 extends from the venturi tube 38 toward the circuit module 31. The partition 39 forms an inverted U-shaped bypass flow path 36 in the bypass member 32. The flow rate measuring element section 34 is disposed in the bypass flow path 36.
[0015]
The intake duct 20 is provided with a flow control unit 40 as a passage area changing unit. The flow control unit 40 includes a movable weir 41 and an actuator 42 as a driving unit. As shown in FIG. 2, the movable weir 41 closes a part of the intake passage 21 formed inside the intake duct 20. The portion of the movable weir 41 located on the inner peripheral side of the intake duct 20, that is, the intake passage 21 is formed in an arc shape. The end 41 a of the movable weir 41 on the air flow meter 30 side is formed in an arc shape having the same or different radius as the intake duct 20. By forming the end 41a of the movable weir 41 in an arc shape, even when a part of the intake passage 21 is closed by the movable weir 41, the intake passage 21 is approximated to a circular shape. Therefore, the pressure loss of the intake air flowing through the intake passage 21 due to the movable weir 41 is reduced. The movable weir 41 extends from the side of the intake duct 20 facing the air flow meter 30 toward the air flow meter 30. The movable weir 41 is installed on the inlet side of the air flow meter 30, that is, between the air flow meter 30 and the intake outlet 14, as shown in FIG.
[0016]
The actuator 42 changes the cross-sectional area of the intake passage 21 by reciprocatingly driving the movable weir 41 toward the inner circumference or the outer circumference of the intake duct 20, that is, reciprocatingly driving in a direction perpendicular to the axis of the intake duct 20. As shown in FIG. 3, the actuator 42 is driven by a drive signal output from the drive circuit 3 connected to the ECU 2. The ECU 2 receives information on the engine on which the intake device 1 is mounted. The ECU 2 controls the actuator 42 via the drive circuit 3 based on the input engine information. The engine information input to the ECU 2 includes, for example, the engine speed input from the speed sensor 51, the throttle opening input from the throttle sensor 52, the advance amount of the valve timing input from the valve timing sensor 53, and the valve lift. The quantity, the intake air temperature input from the intake air temperature sensor 54, and the cooling water temperature input from the cooling water sensor 55. The ECU 2 is supplied with electric power from a power supply such as a battery 4, and the ECU 2 controls electric power supplied to the actuator 42.
[0017]
The ECU 2 controls the power from the battery 4 to be output to the drive circuit 3 based on the input engine speed, throttle opening, valve timing advance and valve lift, intake air temperature, and cooling water temperature. The ECU 2 sets the position of the movable weir 41 corresponding to the guaranteed flow rate range of the air flow meter 30 from various kinds of input information, and controls the actuator 42 via the drive circuit 3 so that the movable weir 41 moves to the set position. Drive. When the actuator 42 is driven, the position of the movable weir 41 in the intake passage 21 is changed.
[0018]
Next, the flow of intake air in the intake device 1 according to the present embodiment will be described.
Foreign matter is removed from the intake air flowing into the air cleaner 10 from the intake inlet 13 by passing through the element 12. The intake air from which the foreign matter has been removed flows from the intake outlet 14 to an intake passage 21 formed on the inner peripheral side of the intake duct 20. Since the movable weir 41 is provided in the intake passage 21, the flow area of the intake air flowing out of the intake outlet 14 is reduced by the movable weir 41. Thereby, the flow passage area of the intake air is adjusted to an area corresponding to the guaranteed flow rate range of the air flow meter 30 in accordance with the flow rate of the intake air. The intake air flowing out to the intake passage 21 reaches the air flow meter 30 with the flow passage area being narrowed.
[0019]
Next, effects of the intake device 1 according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 4, the height of the movable weir 41 changes in accordance with the number of revolutions of the engine. The height of the movable weir 41 refers to a distance h from the end 20a of the intake duct 20 on the side opposite to the airflow meter to the end 20a of the arc-shaped end 41a of the movable weir 41 as shown in FIG. . The height of the movable weir 41 decreases as the engine speed increases. As a result, the cross-sectional area of the intake passage 21 increases as the engine speed increases.
[0020]
By changing the cross-sectional area of the intake passage 21 by the movable weir 41, the intake device 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, has a characteristic for a conventional small displacement engine and a characteristic for a large displacement engine. It has the combined characteristics. For example, when the rotation speed is low and the amount of intake air taken into the engine is small, the intake passage 21 is closed by the movable weir 41. Therefore, the cross-sectional area of the intake passage 21 decreases, and the characteristics of the intake device 1 approximate to those of a small displacement engine. As a result, it becomes easy to secure the minimum flow rate at which the intake flow rate can be measured while maintaining the minimum guaranteed flow rate of the air flow meter 30, that is, accuracy, and the intake flow rate for securing the minimum guaranteed flow rate decreases. Therefore, the minimum measurable flow rate can be reduced while maintaining accuracy without changing the inner diameter of the intake duct 20.
[0021]
In addition, by having characteristics combining the characteristics for a conventional small displacement engine and the characteristics for a large displacement engine, when the engine speed is high and the amount of intake air sucked into the engine is large, the movable weir 41 closes. The part to be reduced is reduced. Therefore, the cross-sectional area of the intake passage 21 increases, and the characteristics of the intake device 1 approximate to those for a large displacement engine. As a result, the sectional area of the intake passage 21 is sufficiently ensured, and the pressure loss is reduced as shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 5, it is easy to secure the minimum guaranteed flow velocity, so that the flow velocity of the intake air flowing through the air flow meter 30 can be set within a high stability range as shown in FIG. Therefore, the detection accuracy of the intake flow rate can be improved.
[0022]
As described above, in one embodiment of the present invention, the position of the movable weir 41 is changed according to the engine speed. Therefore, the area of the intake passage 21 is changed according to the engine speed. As a result, the intake flow rate is set within the guaranteed flow rate range of the air flow meter 30 irrespective of the engine speed or the displacement. Therefore, the detection accuracy of the air flow meter 30 can be improved. In addition, by moving the movable weir 41 in accordance with the displacement of the engine or the number of revolutions of the engine, the cross-sectional area of the intake passage 21 at the time of high engine revolution can be enlarged. Therefore, it is possible to reduce the pressure loss of the intake air, and it is possible to ensure the minimum guaranteed flow velocity of the air flow meter 30 and achieve the output of the engine at the same time.
[0023]
In the embodiment of the present invention described above, an example in which the movable weir has an arc shape has been described. However, the movable weir is not limited to the arc shape but may be a semicircle shape or any other shape. Further, the movable weir can be installed at an arbitrary position where the flow is hardly disturbed in accordance with the flow of the intake air.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a part of an intake device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a driving unit for driving an actuator of the intake device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship between an engine speed and a movable weir in an intake device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a relationship between an intake flow rate and a flow rate of an air flow meter in the intake device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a relationship between an intake flow rate and a pressure loss in the intake device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a relationship between an intake flow rate and output stability of an air flow meter in the intake device according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 intake device 14 intake outlet 20 intake duct 21 intake passage 30 air flow meter (flow rate detecting means)
40 Flow control unit (passage area changing means)
41 movable weir 42 actuator (drive means)

Claims (5)

エアクリーナの吸気出口側に接続され、前記エアクリーナから排出された吸気が流れる吸気通路を形成する吸気ダクトと、
前記吸気ダクトに設置され、前記吸気ダクトを流れる吸気流量を検出する流量検出手段と、
前記流量検出手段の前記エアクリーナ側において、前記吸気通路の断面積を変更可能な通路面積変更手段と、
を備えることを特徴とする吸気装置。
An intake duct connected to an intake outlet side of the air cleaner and forming an intake passage through which intake air discharged from the air cleaner flows;
Flow rate detection means installed in the intake duct, detecting an intake flow rate flowing through the intake duct,
On the air cleaner side of the flow rate detecting means, a passage area changing means capable of changing a cross-sectional area of the intake passage,
An air intake device comprising:
前記通路面積変更手段は、前記吸気通路内を流れる吸気流量が低下するにしたがって前記吸気通路の断面積を小さくすることを特徴とする請求項1記載の吸気装置。2. The intake device according to claim 1, wherein the passage area changing unit decreases the cross-sectional area of the intake passage as the flow rate of intake air flowing in the intake passage decreases. 前記通路面積変更手段は、前記吸気通路の一部を閉塞して前記吸気通路の断面積を変更する可動堰を有することを特徴とする請求項1または2記載の吸気装置。The intake device according to claim 1, wherein the passage area changing unit includes a movable weir that closes a part of the intake passage and changes a cross-sectional area of the intake passage. 前記通路面積変更手段は、前記可動堰を前記吸気通路の軸と概ね垂直な方向へ往復駆動可能な駆動手段を有することを特徴とする請求項3記載の吸気装置。4. The intake device according to claim 3, wherein the passage area changing unit includes a driving unit capable of reciprocatingly driving the movable weir in a direction substantially perpendicular to an axis of the intake passage. 前記可動堰は、前記吸気ダクトにおいて前記流量検出手段と対向する側に設置されていることを特徴とする請求項3または4記載の吸気装置。The intake device according to claim 3, wherein the movable weir is provided on a side of the intake duct facing the flow rate detection unit.
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